KR100869147B1

KR100869147B1 - 백라이트 유닛용 도광판

Info

Publication number: KR100869147B1
Application number: KR1020070068876A
Authority: KR
Inventors: 김세덕
Original assignee: 김세덕
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2008-11-18

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛용 도광판에 관한 것으로, 외부 광원으로부터 방출되는 입사광이 도입되는, 대향된 한 쌍의 입광면과, 상기 입사광의 경로를 변경시키기 위한 배면과, 배면에 대향되어 입사광을 외부로 출사시키기 위한 출광면을 포함하는 백라이트 유닛용 도광판에 있어서, 상기 배면에는 입광면에 수직한 방향으로 복수의 스트라이프 패턴이 형성되고, 각각의 스트라이프 패턴에는 광반사면을 구비하여 출광면 쪽으로 입사광의 출사를 유도하기 위한 광제어 구조체가 열을 이루어 형성되되, 각각의 광제어 구조체의 연장방향은 상기 광원의 길이방향에 대해 소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 따른 도광판에 따르면, 배면에 대한 패턴 설계만으로도 TCO 03의 Angular Depedence 휘도 균일도를 구현함과 동시에 우수한 광 이용효율을 달성할 수 있게 되어, 백라이트 유닛의 부품 수를 감소시킴과 동시에 제품의 원가를 절감하고 구조 및 조립 공정을 간략화하는 것이 가능하다.

도광판, 백라이트 유닛, TCO 03 규격, Angular Dependence

Description

백라이트 유닛용 도광판{LIGHT GUIDE PANEL FOR BACK LIGHT UNIT}

본 발명은 액정표시장치(LCD)에 이용되는 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)과 같은 면광원 장치를 구성하는 도광판에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배면에 형성된 광 제어 패턴에 의하여 별도의 기능성 광학 시트를 이용하지 않고도 우수한 휘도 특성, 특히 TCO 03 규격 중 Angular Dependence 휘도 균일도 특성을 만족시킬 수 있는 백라이트 유닛용 도광판에 관한 것이다.

도광판(Light Guide Plate; LGP)은 일반적으로 액정표시장치(LCD)에 사용되어, 수동표시소자인 액정패널에 선광원 또는 점광원을 면광원으로 변환하여 조사하기 위한 수단으로 이용되어 왔다. 즉, 도광판의 적어도 하나의 측면이나 배면에 위치하는 발광다이오드(LED), 냉음극형광램프(CCFL) 등으로부터 입사되는 빛의 진행을 안내하여 상부 출광면으로 출사시켜 액정패널에 빛을 조사하게 된다.

종래의 일반적인 백라이트 유닛에 있어서는, 도광판의 측면에 위치한 광원으로부터 입사된 광을 도광판의 출광면을 통해 균일하고 효과적으로 출사시키기 위하여 도광판의 배면에 산란 패턴을 형성시키고, 도광판의 배면측에는 별도의 반사시트가 배치되어 있다. 한편, 출사광의 시야각이나 휘도를 보정하기 위해 도광판의 출광면측에는 서로 교차하는 형태의 프리즘 시트가 도광판과는 별도로 설치되는 것이 일반적이었다.

그러나 백라이트 유닛에 이용되는 광학용 필름 또는 시트는 고가이고 부품수의 증가로 인해 필요한 공정이 복잡하게 되고 각종 불량의 원인으로 작용하기 때문에, 백라이트 유닛의 부품수를 줄이고자 하는 노력이 수행되어 왔다.

이러한 노력의 일환으로, 대한민국 공개특허공보 제2004-0093593호는 도광판의 배면에 단속적인 영역인 셀(cell)을 분포시키고 셀의 내부에 오목 또는 볼록부를 형성하여 도광판으로부터 직접 출사광의 시야각을 제어하여 백라이트 유닛으로부터 프리즘 시트를 제거하는 방법이 개시되어 있으나, 이러한 방법은 배면에 형성되는 셀 패턴의 외곽 테두리에 의한 산란에 의해 손실로 출사되는 광량이 손실됨으로써 높은 휘도 특성을 구현하는데 있어서는 한계가 있고, 도광판의 입광면에 수직한 면상에서 시야각을 보정하기 위하여는 적어도 하나의 별도의 광학 프리즘 시트를 출광면측에 배치하거나 도광판의 출광면 측에 이러한 광학 프리즘 시트에 대응하는 광 제어 패턴(예컨대, 입광면에 수직한 연속 프리즘 가공)이 필요하다.

또 다른 예로서 대한민국 등록특허공보 제0662540호에는, 전술한 대한민국 공개특허공보 제2004-0093593호에 따른 단속적인 셀의 구성을 변형하여, 배면(305)에 광원의 길이방향에 수직하게 배열되는 연속적인 스트라이프(stripe) 패턴(320)을 형성하고 패턴 영역에 광원의 길이방향에 평행한 배면 프리즘(322)을 형성하는 도광판에 대해 개시하고 있다(도 1 참조). 그러나 이러한 등록특허공보 제062540호에 따른 도광판(300)에서도 전술한 대한민국 공개특허공보 제2004-0093593호와 마 찬가지로 도광판의 입광면에 수직한 면상에서 시야각을 보정하기 위하여 도광판의 출광면측, 즉 전면(303)측에는 연속적인 전면 프리즘(310)을 채택하고 있기 때문에, 공정의 증가로 인하여 생산성이 낮아지거나 제품의 제조가격이 상승하게 되어 경쟁력을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 최근에는 소비자들의 제품에 대한 요구 수준이 높아지고 있으며, 특히 액정표시장치를 생산하는 업체에서는, TCO 03 인증 조건을 충족할 수 있는 도광판의 광학 특성에 관한 요건으로서 Angular Dependence 휘도 균일도에 관한 규격을 마련하고 있고 이에 따라 제품에 대한 품질기준 또한 엄격해지고 있지만, 상기 대한민국 공개특허공보 제2004-0093593호나 대한민국 등록특허공보 제0662540호의 경우 도광판의 배면 또는 전면에 추가적으로 형성되는 광제어 패턴의 경우 출광면의 각지점에서 오직 출광면에 대해 수직한 방향으로의 출사량만을 제어하는 구성이기 때문에 이러한 구성으로는 TCO 03 규격 중 특히 Angular Dependence 휘도 균일성에 관한 요건을 충족시키기 어렵다.

기타, 이러한 TCO 03에 관한 요구 요건을 충족시키기 위하여 도광판의 출광면측에 다양한 패턴 가공이 시도되고 있으나, 만족할 만한 성능구현이 어렵고 출광면측에 대한 별도의 가공을 수반한다는 측면에서 제품의 수율이나 가격 경쟁력을 얻지 못하고 있는 실정이다.

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액정표시장치 의 백라이트 유닛에서 측면 광원 방식을 사용하는 평판형 도광판에 있어서 배면에 대한 패턴 설계만으로도 TCO 03의 Angular Depedence 휘도 균일도를 구현함과 동시에 우수한 광 이용효율을 달성할 수 있고, 제품의 생산성 및 가격 경쟁력이 제고된 새로운 구조의 도광판을 제공하는 것이다.

본 발명자는, 종래 스트라이프 패턴 내에서 광원의 길이방향에 대해 평행한 프리즘이 형성된 구조의 도광판에서 출광면 측으로 출사되는 광을 관찰한 결과, 도광판의 출광면의 양측부에서의 출사광 분포가 좌/우 대각선으로 분산되는 것에 의해 도광판의 광 이용효율이 떨어지고 또한 이러한 방향성을 출사광이 TCO 03의 Angular Dependence 휘도 균일도를 저해하는 요소인 것으로 생각되었다. 이러한 사실에 착안하여, 측면의 광원으로부터 입사된 빛을 반사 또는 굴절시켜 광경로를 제어할 수 있는 배면에 대한 패턴 설계를 연구하던 중, 광원의 길이 방향에 대해 경사각을 갖는 광 제어 구조체를 도광판의 배면에 형성시켜 출사광의 휘도 특성을 검토한 결과 출사광이 방향성이 제어될 수 있음을 발견하여 본 발명에 이르게 되었고, 이러한 본 발명의 요지는 아래와 같다.

본 발명의 청구항 1에 따른 백라이트 유닛용 도광판에 따르면, 외부 광원으로부터 방출되는 입사광이 도입되는, 대향된 한 쌍의 입광면과, 상기 입사광의 경로를 변경시키기 위한 배면과, 배면에 대향되어 입사광을 외부로 출사시키기 위한 출광면을 포함하는 백라이트 유닛용 도광판에 있어서, 상기 배면에는 입광면에 수직한 방향으로 복수의 스트라이프 패턴이 형성되고, 각각의 스트라이프 패턴에는 광반사면을 구비하여 출광면 쪽으로 입사광의 출사를 유도하기 위한 광제어 구조체가 열을 이루어 형성되되, 각각의 광제어 구조체의 연장방향은 상기 광원의 길이방향에 대해 소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 2에 따르면, 상기 광제어 구조체의 연장방향이 광원의 길이방향에 대해 이루는 경사각은 5도 ~ 40도인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 3에 따르면, 상기 광제어 구조체의 단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 4에 따르면, 상기 광제어 구조체의 광반사면이 배면과 이루는 각은 72도 ~ 90도인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 5에 따르면, 상기 광제어 구조체의 피치간격은 3㎛ ~ 120㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 6에 따르면, 상기 도광판은 배면과 출광면 사이의 거리가 일정한 평판형인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 7에 따르면, 상기 스트라이프 패턴은 좌우 대칭으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 8에 따르면, 상기 스트라이프 패턴 각각은 비대칭으로 형성되고, 각각의 비대칭 패턴은 양측 경계부 중 하나가 입광면에 수직인 직선형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 9에 따르면, 상기 각각의 비대칭 패턴의 양측 경계부 중 다른 하나는 곡선형 또는 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

기타, 본 발명의 다른 특징 및 기술적 의미는 첨부된 도면과 함께 아래에서 상세하게 설명되어 있는 본 발명의 실시예를 참고하여 보다 명확해 질 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따른 도광판에 따르면, 배면에 대한 패턴 설계만으로도 TCO 03의 Angular Depedence 휘도 균일도를 구현함과 동시에 우수한 광 이용효율을 달성할 수 있게 되어, 백라이트 유닛의 부품 수를 감소시킴과 동시에 제품의 원가를 절감하고 구조 및 조립 공정을 간략화하는 것이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. 첨부된 도면에서 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일 또는 유사한 도면부호를 부여하였다. 또한, 도면 내에 패턴의 형상이 간결하게 표현되고 발명의 특징이 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 도면 내의 패턴의 형태 또는 개수 등을 실제보다 과장하거나 생략하였다.

먼저, TCO 03의 Angular Dependence 휘도 균일도의 측정방법에 대해 설명한다. 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 이하에서의 TCO 03의 Angular Dependence 휘도 균일도 특성은, 도 2a와 같이 L-H(Landscape Horizontal) 방향으로 수평 길이(W)의 W/10 지점과 수직 길이(H)의 H/2 지점이 위치하는 좌/우(P_L/P_R)지점, L-V(Landscape-Vertical)방향으로 W/2와 H/10 지점에서의 상/하(P_T/P_B)지점, 그리고 도 2a의 정중앙에 위치하는 중앙지점(P_C)의 3개 지점 각각에서, 도 2b와 같이 중앙지점(P_C)을 기준으로 L-H 방향으로 30도 경사각을 가졌을 때와 도 2c와 같이 L-V 방향으로 15도 경사각을 가졌을 때 측정된 광량의 균일도를 만족시켜야 되는 것으로 이해된다.

도 3은 종래의 도 1에 따른 도광판에서 전면 프리즘(313)이 없는 상태에서 좌우지점(P_R/P_L)에서 측정한 빛의 분포를 나타낸 출광 특성도이다. 도 3의 출광 특성도에 대한 측정은 Eldim 사의 EZ Contrast 기기를 이용하여 측정하였다. 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 출사광의 분포가 좌/우 대각선 방향으로 분산되어 분포되어 휘도 특성에 손실을 초래한다. 도 4a를 참조할 때, 특히 이러한 분산된 출사광 성분은 상기 P_R지점에서 도광판의 좌우 측면방향으로 방향성을 갖는 비대칭의 출광 모습으로 나타낸다. 반대로, 상기 P_L 지점에서의 출광 특성도는 도 4의 시야각 그래프와 대칭으로 나타나게 된다(도면 미도시). 종래의 P_R 또는 P_L 지점에서의 비대칭한 출광 모습은 상기한 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성과 관련하여 L-H 방향으로의 균일성을 저해하기 때문에 가능한 한 억제되어 대칭형상으로 나타나는 것이 바람직하다. 또한 도 4b를 참조할 때, 종래의 경우 P_C 지점에서의 출광되는 모습은 광량이 상대적으로 작고 또한 출광방향이 수직방향(O도)으로 집중되어 있기 때문에 TCO 03 규격에서 요구하는 좌우 시야각을 만족하기가 어려웠다.

상술한 바와 같이, 종래의 경우 상기한 L-H 방향에서의 휘도 특성을 만족시 키기 위해 도광판의 상면에 추가로 광제어 패턴을 형성하거나(도 1에서의 전면 프리즘(313)) 별도로 제공되는 광학 필름(예컨대, 프리즘 시트)을 통해 구현하는 것이 일반적이었다.

이에 대해 본 발명은, 종래기술에 따라 도광판의 상면에 추가로 광제어 패턴을 형성하거나 별도로 제공되는 광학 필름을 통해 구현하는 방식과는 달리, 도광판의 배면에 대한 간단한 광제어 패턴설계, 즉 광원의 길이 방향에 대해 경사각을 갖는 반사 및 굴절의 광제어 구조체를 형성하는 것만으로도 상기 좌/우(P_L/P_R)지점에서 출사되는 광의 형상을 L-H 방향의 시야각 특성에서 수직방향(0도)을 기준으로 대칭이 되도록 제어하여 이러한 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 만족시키는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판의 사시도이다. 도광판(200)의 상하 측부는 입광면(210)을, 저부는 배면(220)을, 상부는 출광면(230)을 각각 구성한다. 양측 입광면(210) 쪽에는 서로 마주보고 있는 한 쌍의 외부 광원(100, 100´)이 배치되고, 이러한 각각의 외부 광원(100)은 LED 어레이 형태의 점광원 또는 CCFL 형태의 선광원일 수 있다. 실시예의 경우 도광판(200)의 단면형상은 입광면 사이의 두께가 일정한 모티터용 평판형을 예정하였다.

도면에서 외부 광원(100, 100´)에 평행한 방향은 L-H 방향으로 정의되고, 외부 광원(100, 100´)으로부터 조사되는 빛은 입광면(210)을 통해 상기 L-H 방향에 대해 대체로 수직한 방향으로 입사하게 된다. 상기 도광판(200)의 배면(220)의 아래쪽에는 배면(220)을 통한 누설광을 도광판(200) 쪽으로 복귀시키기 위한 반사시트(도면 미도시)가 배치될 수 있다.

상기 도광판(200)의 배면(220)은, 전반사과정을 통해 도광판(200) 내부를 통과하여 도광하는 입사광을 출광면(230) 측으로 출사시키기 위한 서로 이웃한 복수의 광제어 구조체(224)가 가공되어 있는 복수의 스트라이프 형태의 패턴 영역(222)과, 경면 영역(226)으로 분할 구획되어 있다.

이 경우, 복수의 스트라이프 형태의 패턴 영역(222)은 양측 입광면(210) 사이에서 입광면(210)에 대체로 수직하게 연장된다. 이 경우, 전체적인 스트라이프 패턴(222) 휘도 균일성을 측면에서 도광판(200)의 중심으로 L-H 방향으로 좌우 대칭으로 배열되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 스프라이프 패턴(222) 내에 가공되는 각각의 광제어 구조체(224)에는 각각의 외부 광원(100)에 비스듬하게 대향된 광반사면(224a, 224b)이 구비된다. 각각의 광제어 구조체(224)는 외부 광원(100)의 길이 방향, 즉 입광면(210)에 대해 소정의 경사각(θ_K)을 갖고 배열되어 있다.

본 실시예에서, 상기 광제어 구조체(224)의 단면 형상은 삼각형으로 예시되어 있으나, 각각의 외부 광원(100)에 대향된 광반사면(224a, 224b)이 구비된다면 그 단면 형상이 제한되는 것은 아니며, 예컨대 사다리꼴의 단면 형상도 가능하다. 이 경우, 광반사면(224a, 224b)이 배면과 이루는 각은 출광면(230) 측으로의 광출사를 효과적으로 유도하기 위하여 72도 ~ 90도 범위에서 제어되고, 상기 광제어 구 조체(224)의 피치간격은 가공의 한계 및 패턴의 잔상에 의한 면광원의 품질이 저하되는 것을 고려하여 3㎛ ~ 120㎛의 범위에서 제어되는 것이 바람직하다..

도 6은 상기 도 5의 A부분을 확대하여 광경로 제어 과정을 나타낸 도면이다. 외부 광원(100)으로부터 입광면(210)에 수직하게 입사되는 광 성분(I_I)은 광원에 대해 소정의 경사각(θ_K, 예각방향 기준)을 갖고 배열된 삼각 프리즘 형상의 광제어 구조체(224)의 광반사면(224a)에 의해 반사되어 출광면(230)으로 출사되는데, 이 경우 출광면(230) 쪽으로 출사되는 광은 입광면에 수직한 가상면(P) 내에서 진행하는 I_P 성분, 가상면(P)을 기준으로 우측으로 지향되어 진행하는 I_R 성분, 가상면(P)를 기준으로 좌측으로 지향되어 진행하는 I_L 성분으로 분리된다. 여기서 광제어 구조체(224)는 입광면(210)을 기준으로 우측방향으로 θ_K 만큼 경사져 있기 때문에 출사되는 광 성분 중 I_R 성분이 I_L 성분 보다 상대적으로 작아지게 된다.

한편, 반대측 외부 광원(100′)에서 조사되는 입사광이 광반사면(224b)에 의해 출사되는 광의 경우 이와는 반대로 I_R 성분이 I_L 성분 보다 상대적으로 커지게 되기 때문에, 삼각 프리즘이 위치하는 도광판(200) 배면(220)에서 출사광량을 증가시키는 한편, 출사광의 시야각을 전체적으로 좌우대칭으로 균일하게 제어함으로써 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 만족시키게 된다.

본 발명에서 상기 광제어 구조체(224)가 광원의 길이방향에 대해 이루는 각 θ_K는 5도 ~ 40도 범위에서 제어되는 것이 바람직하다. θ_K가 5도 보다 작은 경우에 는 I_R/I_L값의 분산효과가 약하여 제어 효과가 없고, 반대로 40도 보다 큰 경우에는 양측면에 광원을 사용하는 대칭구조임으로 5도 이하와 동일한 한 문제가 있기 때문이다.

도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 도광판을 이용하여, 상기한 P_R(또는 P_L) 지점과 P_C 지점 각각에서 측정한 L-H 방향에서의 시야각 그래프이다.

도 7a를 참조할 때, P_R 지점에서의 출사광이 대칭이 됨으로써 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성측정이 P_C 를 기준으로 30도에서 측정함으로 P_C 를기준으로 하여 30도일때 P_R 지점의 시야각 성분인 +39도 성분, P_L지점의 시야각 성분인 -19도 성분 또한 충분하게 되어, 종래 경우에 있어 도 4a에 따라 출사광이 비대칭한 경우와는 달리 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 효과적으로 만족시키게 된다. 한편, P_L 지점은 도광판의 중앙을 기준으로 P_R과 대칭을 이루기 때문에 그 시야각 그래프는 도 7a와 대칭을 이루게 되어, P_L 지점에서도 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 만족시키게 된다.

또한 도 7b를 참조할 때, P_C 지점에서의 출사광은 높은 출사량을 가지고 그 시야각이 정면 90도를 중심으로 좌우로 넓게 분포하기 때문에, 상기한 종래 경우에 있어 도 4b에 따라 낮는 출사량을 가지고 그 시야각이 정면 0도 주위로 협소하게 분포하는 경우 보다 우수한 휘도 특성 및 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일 성을 가지게 된다.

[종래기술과 본 발명의 성능 비교]

아래와 같이 종래의 일반적인 도광판과 본 발명에 따른 도광판을 마련하고 성능테스트를 하여 그 결과를 비교 분석하였다.

도광판 및 백라이트의 제공

비교대상의 종래 도광판 1로서, 굴절률 1.49의 PMMA재질로 하여, 배면에는 Dot형상을한 인쇄패턴을 가공하고 출광면은 경면으로 가공된 도광판을 마련하였다. 도광판의 출광면 측에는, 확산시트, 프리즘시트(2매) 및 보호시트를 순차적으로 적층하여 백라이트 유닛을 구성하였다.

비교대상의 종래 도광판 2로서, 굴절률 1.49의 PMMA재질로 하여, 배면에는 광원의 길이 방향에 대해 평행한 연속프리즘을 갖는 스트라이프 패턴을 가공하되 그 내부에는 피치 60㎛ 및 광반사면의 각도가 78도인 프리즘을 가공하고 상면은 피치 50㎛와 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 만족시키는 광학형상이 가공된 도광판을 마련하였다. 도광판의 출광면 측에는 확산시트를 적층하여 백라이트 유닛을 구성하였다.

본 발명에 따를 도광판으로서, 굴절률 1.49의 PMMA재질로 하여, 배면에는 광원의 길이방향에 대해 경사각 23도를 가지고 배열된 광제어구조체를 형성하고, 상기 광제어구조체는 피치 50㎛ 및 광반사면의 각도가 78도인 삼각 프리즘 형태로 구성하였다. 출광면은 경면으로 구성하고, 그 위로 확산시트를 적층하여 백라이트 유닛을 구성하였다.

성능테스트

상기 종래기술 1, 2에 따른 도광판 및 본 발명에 따른 도광판을 대상으로 하여 TOPCON 社의 BM7 장비를 이용하여 9 point 평균 휘도와 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 평가하였다.

결과고찰

표 1에서, 상기 종래기술 1, 2에 따른 도광판과 본 발명에 따른 도광판에 대한 성능평가결과를 정리하였다.

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하여 경사각을 갖는 프리즘을 사용하여서도 인쇄패턴에 광학시트 3매를 사용하거나 도광판의 상/하면에 미세광학 형상을 갖졌을 때와 동일하거나 보다 우수한 광특성을 구현할 수 있음을 확인하였다

이상으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범위가 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질 및 필수적인 특징적인 구성을 일탈함이 없이 다양한 변형예가 가능함은 물론이다.

예컨대, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 스트라이프 패턴(222)의 형상은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 각각이 비대칭으로 형성되고, 각각의 비대칭 패턴은 양측 경계부(222a, 222b) 중 어느 하나(222a)가 입광면에 수직인 직선형으로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 비대칭 스트라이프 패턴(222)의 양측의 경계부(222a, 222b)에서 발생하는 빛의 산란을 억제하여 광손실을 감소시키거나 빛의 산란을 특정 방향으로 유도하여 활용함으로써 도광판(200)의 휘도와 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 각각의 비대칭 패턴의 양측 경계부(222a, 222b) 중 다른 하나는 도 8a와 같이 곡선형(222b) 대신에 도 8b와 같이 계단형(222b´)으로 형성될 수 있다.

또한, 휘도 균일성의 측면에서 상기 스트라이프 패턴은 도광판의 중심을 기준으로 L-H 방향으로 도 9와 같이 좌우 대칭으로 형성될 수 있다.

기타, 도광판의 배면 중 스트라이프 패턴을 제외한 경면 영역에는 휘도 향상을 목적으로 도 10a와 같이 광원에 수직한 연속 프리즘(227)으로 채워지거나, 도 10b와 같이 도트 형태의 프리즘(228)으로 가공될 수도 있다.

상기 도 5 및 도 6에서 광제어 구조체의 단면 형상은, 삼각 프리즘 형태 이외에 광원에 대향되는 광반사면을 구비하는 한 사다리꼴을 비롯한 기타의 형상도 가능하며, 삼각형의 경우 정삼각형, 이등변삼각형은 물론 직각삼각형도 가능하다.

따라서 본 명세서에서 상기한 실시예는 예시적인 것일 뿐 제한적인 의미를 갖지는 않으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 기재된 사항 및 이로부터 파악될 수 있는 모든 변형예를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래기술에 따라 배면에 스트라이프 패턴이 형성된 도광판을 포함하는 백라이트 유닛의 분해 사시도,

도 2a 내지 도 2c는 TCO 03의 Angular dependence 휘도 균일성을 위한 출사광량의 측정방법에 관한 설명도,

도 3은 도 1의 도광판에서 전면 프리즘이 없는 상태에서 좌우지점(P_R/P_L)에서 측정한 빛의 분포를 나타낸 출광 특성도,

도 4a 및 도 4b는 상기 도 3의 도광판에서 전면 프리즘이 없는 상태에서 P_R 지점 및 P_C에서 측정한 L-H 방향 시야각 그래프의 개략도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도광판의 사시도,

도 6은 상기 도 5의 A부분을 확대하여 광경로 제어 과정을 나타낸 도면,

도 7a 및 도 7b는 상기 도 5의 도광판에서 P_R 지점 및 P_C 지점에서 측정한 L-H 방향 시야각 그래프의 개략도,

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 배면의 스트라이프 패턴을 달리한 도광판의 저면도,

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 대칭형상의 스트라이프 패턴을 도시한 도광판의 저면도,

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 배면의 경면 영역이 패턴 가공된 도광판의 저면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100, 100´: 외부 광원 200: 도광판

210: 입광면 220: 배면

222: 스트라이프 패턴 222a, 222b, 222b´: 양측 경계부

224: 광제어 구조체 224a, 224b: 광반사면

226: 경면 227: 연속 프리즘

228: 도트 프리즘 230: 출광면

Claims

외부 광원으로부터 방출되는 입사광이 도입되는, 대향된 한 쌍의 입광면과, 상기 입사광의 경로를 변경시키기 위한 배면과, 배면에 대향되어 입사광을 외부로 출사시키기 위한 출광면을 포함하는 백라이트 유닛용 도광판에 있어서, 상기 배면에는 입광면에 수직한 방향으로 복수의 스트라이프 패턴이 형성되고, 각각의 스트라이프 패턴에는 광반사면을 구비하여 출광면 쪽으로 입사광의 출사를 유도하기 위한 광제어 구조체가 열을 이루어 형성되되, 각각의 광제어 구조체의 연장방향은 상기 외부 광원의 길이방향에 대해 소정의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 광제어 구조체의 연장방향이 상기 외부 광원의 길이방향에 대해 이루는 경사각은 5도 ~ 40도인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 광제어 구조체의 단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 광제어 구조체의 광반사면이 배면과 이루는 각은 72도 ~ 90도인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 광제어 구조체의 피치간격은 3㎛ ~ 120㎛인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 백라이트 유닛용 도광판은 배면과 출광면 사이의 거리가 일정한 평판형인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 스트라이프 패턴은 좌우 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 1에 있어서, 상기 스트라이프 패턴 각각은 비대칭으로 형성되고, 각각의 비대칭 스트라이프 패턴은 양측 경계부 중 하나가 입광면에 수직인 직선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.
청구항 8에 있어서, 각각의 비대칭 스트라이프 패턴의 양측 경계부 중 다른 하나는 곡선형 또는 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛용 도광판.